煤礦供電設備電氣保護技術的探討

摘要：現今，電氣保護技術在煤炭供電設備中的作用越來越顯著。基于此，本文通過對煤礦設備電氣保護技術的相關了解，分析煤礦供電設備中存在的問題，探討煤礦供電設備電氣保護技術創新中的應用策略，從而促進煤炭科技的進步。

關鍵詞：煤礦供電設備;電氣保護技術;技術創新

1煤礦供電設備電氣保護技術

礦井中的電氣保護技術是以接地、過流和漏電保護來運行的。過流保護是在電氣設備發生故障時，電路電流增加到一定閾值，為了減少電流對電氣設備的損傷，及時切斷電路而達到保護電路和電氣設備目的的一種技術。接地保護是在電流過大時，把電流接入地面，以達到降低電氣設備危害的效果。漏電保護是由測量、信號輸入、執行等裝置共同組成，在電路出現故障時，不需人工，直接通過系統檢測及時切斷電路，使煤炭井中的電氣設備操作更便捷和安全。

1.1一般性高壓開關柜

一般在煤炭井中的變電所和水泵房都是采用的高壓開關柜，其以繼電保護裝置來進行自身保護。繼電保護裝置是通過電磁之間的感應來監測電路的運行環境和工作狀態，一旦電氣設備發生短路、斷路和電壓不穩定等情況，它可以立刻對電氣設備進行自我防護。電壓傳感裝置、斷路裝置和繼電裝置是繼電保護系統中最主要的運行部分，隨著電氣恒業的蓬勃發展，感應裝置也在不斷革新，例如很多靈敏、準確的集成電路感應裝置在繼電系統中得到廣泛應用，它們的使用不僅改善了電氣設備的穩定性，還促進了電氣保護技術的創新和優化。高壓開關柜以其操作簡單、保護成效好等優勢，在煤電供電設備電氣保護中被普遍的推廣和應用。

1.2高壓防爆配電裝置

礦井中的濕度和粉塵濃度較高，極易損害電氣設備，故煤礦井下的電氣裝置要求更高。如今，煤礦井下變電所常用的防爆配電裝置就是BG和PB系列。機械彈簧機構作為防爆電氣裝置中保障安全的主要部分，如果電路出現問題，其可以馬上斷開電路，以確保電氣設備的穩定。但是機械彈簧因其維護困難、老化快的局限性，在具體運行中需要通過不斷改進才能保障配電器的安全。目前，電能計量器和高壓振動斷路裝置是在煤炭井電氣設備中應用的最為普遍的類型，他們通過持續地監測電氣系統的運行情況，從而提高電氣設備的整體安全性。

1.3 低壓供電設備

低壓電氣裝置的防護措施較為簡單，一般就是在整個電氣保護系統中擔任著輔助的角色，通常把插件安裝在開關部位，使得電氣系統的運行得到有效保障。

2煤礦供電設備中存在的問題

2.1極易受到外部環境的影響

煤炭礦井的作業環境比較惡劣，電氣設備經常處于陰暗潮濕或者高溫腐蝕的環境，使得電氣設備的壽命銳減，增大了其發生故障的概率。目前礦井電氣設備保護建設中存在著保護系統不穩定、運行速度慢等問題，不僅使得礦井電能的正常供應得不到保障，還造成電能的大量浪費。而且如果礦井中的電氣設備出現故障，其產生的火花極易引起瓦斯爆炸事故。因此，在煤炭供電設備的運行中，做好技術保障工作已是迫在眉睫的事情。

2.2 線路問題

在煤礦的電氣設備運行中，線路安全問題極易引發安全事故，受到線路影響的生產環節很多，故線路問題也是電氣設備安全急需解決的問題之一。供電設備線路之間的關聯性很強，一旦線路出現故障，煤炭生產、運營和安全等方面都會直接癱瘓，礦井的生產難以維持，其安全隱患就會增加。因此，在煤炭的生產方面，必須要注重維護電氣設備的線路，以確保供電裝置的正常運行。

2.3不合理的電源設計

多數煤礦企業為了擴大規模，忽視了電源科學設計的重要性，使得電源在設備使用中出現紕漏，導致安全事故的發生。隨著供電設備數量的增加，使其在煤炭生產中所消耗的電能也增多，而且電壓的增大需要確保用電環境安全，才能保證電路的正常運轉，如果電源設計失誤就難以使供電安全得到保障。在礦井中普遍使用的電源是雙回路式線路，不僅保障煤炭井中用電的安全，還能使企業減少資源的損失。但是現今有些企業沒有按照國家煤炭電源的安裝要求去安裝，使得煤炭生產的安全存在著巨大威脅，甚至直接影響著井下工作人員的人身安全。

2.4 供電設備長期處于超負荷狀態

多數煤炭企業為了經濟利益，只注重經濟的收益，希望供電裝置能達到終身使用的效果;受這種錯誤思想的指引，多數企業忽視了對供電設備的維護，或者維護不及時，沒有重視到企業長遠發展的宏觀目標。多數煤礦的供電設備工作時間長，一直處于高壓狀態下，使得供電設備的故障率急劇上升，導致井下安全事故頻發。

3煤礦供電設備電氣保護技術創新上的應用策略

3.1 采用可靠性較高的網架結構

如果在煤礦的供電設備中采用安全、可靠性高的網架結構，一方面可以隔離故障發生的位置，另一方面還能使得負荷轉供技術得到有效實踐。運用網架結構的SCADA設備進行供電，以實現為信息傳輸、故障監測和系統開關提供支持的效果。在供電系統運行故障的定位中，要有效結合SCADA系統和GIS技術，確保隔離故障和系統的恢復與處理，從而提高故障定位的精確度。所以，相關人員要以實際情況為主，制定科學的方案，確保電壓質量和容量約束等在供電設備電氣保護中的需求。

3.2 智能監測供電終端

如圖1，是煤礦電氣系統普遍使用的電流保護形式—階段式電流保護，又叫電流切斷保護，主要是通過短路電流幅值和瞬時動作來運行。在供電系統的實際運轉中，階段式電流保護有著保護速度快、操作簡單的優勢，但也存在著運行影響大、時間復雜的漏洞。因此，相關技術要及時改進，運用縱聯式保護，如圖2。在1、2保護裝置之間安裝元件，1裝置就可以保護2裝置，其它繼電設備就會及時產生反應，在K1點的斷路前起到作用。與此同時還要通過建立全景數據監測平臺以設置數據記錄模塊來保證煤礦供電系統的安全，并有效結合電氣設備和智能控制，將全景數據平臺應用到系統層，通過自動調控來確保技術環境的平穩。

4結束語

綜上所述，在煤礦供電設備電氣保護技術的具體運行中，要將技術創新作為優化建設的重中之重。通過網架結構的可靠性和供電系統的智能監控，來促進電氣設備環境的運行安全。因此，只有保障煤礦建設不受到技術的制約，才能確保其工作的穩定性和安全性。故相關技術人員要綜合分析煤礦供電系統，最大程度上優化技術，從而提高煤炭行業發展的速度，進一步促進其建設的安全發展。

參考文獻：

[1] 王麗娟.煤礦供電設備電氣保護技術的探討[J].江西煤炭科技，2015（3）：113-114.

作者簡介：

張增然（1979-），男，河北省趙縣人，漢族，機電工程師，從事煤礦機電方面的技術工作

（作者單位：淮北礦業集團蘆嶺煤礦保運區）